ENSAYO TIPO CHARPY Y ENSAYO

TIPO IZOD

Humberto José TuiránOscar Reza Morales

Daniel Eduardo Espitia

Estos ensayos consisten en romper una

probeta simplemente apoyada en posición horizontal, por medio de un golpe. El goniómetro de máximos permite conocer los ángulos de salida y llegada para establecer cuanta energía absorbe la probeta antes y durante la ruptura. El objetivo de estas pruebas es determinar la tenacidad (energía total que absorbe un material antes de alcanzar la rotura) del material.

Objetivo

La máquina consta de dos parales paralelos,

totalmente perpendiculares a su base fijada en el suelo, estos parales soportan un eje, el cual sostiene al péndulo, que en su parte inferior tiene el martillo, el cual se puede cambiar según la prueba que se vaya a realizar (Charpy-Izod). El martillo tiene un determinado peso y dimensiones que cumplen con la norma ASTM E-23. En la base se encuentra una prensa o soporte de la probeta intercambiable para el ensayo que se vaya a realizar (Charpy-Izod), su fin es sujetar las probetas cuando el péndulo las golpea.

Máquina

Ésta parte de la máquina es la más delicada,

pesa aproximadamente 40 lb., y debe ser accionada solamente al liberar el sistema de freno, a través del mecanismo proporcionado para ello. El péndulo al igual que el resto de la máquina cumple con la norma ASTM E-23; su diseño debe cumplir con características de: velocidad, centro de percusión y punto de golpeo.

El Péndulo

La máquina ha sido diseñada de manera tal

que puedan ser realizados dos tipos de ensayo. Para ello se han diseñado dos tipos de soportes, uno tipo Charpy que sostiene utilizando dos puntos de apoyo, uno en cada extremo, y uno tipo Izod que sostiene la probeta en voladizo. Para poder ubicar estos soportes, y por consiguiente las probetas, a la altura adecuada, es necesario utilizar unos bloques que actúan a manera de suplemento, y que permanecerán fijos en la base de la máquina.

Bloques de Soporte

Para la prueba de impacto tipo Charpy, las

mordazas deben sujetar la probeta por cada uno de sus extremos, dejando un canal para el paso del péndulo, que debe tener una distancia de 40 mm según la norma ASTM E- 23.

Soporte para probetas tipo

Charpy

Para la prueba de impacto tipo Izod, las

mordazas deben sujetar la probeta por uno de sus extremos, dejando espacio en voladizo, para que el golpe suceda a 22mm de la muesca según la norma ASTM E-23.

Soporte para pruebas de

impacto Izod

El martillo de golpeo para pruebas de impacto

tipo Charpy, requiere que se cumpla con una disposición específica de los ángulos y dimensiones que entran en contacto con la probeta.

Martillo para Pruebas tipo

Charpy

El martillo de golpeo para pruebas de impacto

tipo Izod, también requiere que se cumpla con una disposición específica de los ángulos y dimensiones que entran en contacto con la probeta.

Martillo para pruebas tipo Izod

Probetas para ensayo tipo Charpy

Probeta para ensayo tipo Izod

Permite establecer la medida del ángulo desde

el cual se suelta el péndulo y el ángulo hasta el cual llega luego del impacto y ruptura de la probeta. Este es un sistema basado en el funcionamiento de un compás. El sistema consta de una barra pequeña que se encuentra unida al centro del eje y una lámina puesta en medio de la estructura del paral, sobre el cual se encuentra la escala graduada. La escala es rayada por una mina que se encuentra en el extremo de la barra que está unida al eje del péndulo.

Sistema de medición y registro

En el registro quedan dos ángulos de importancia, el primero es α, el cual representa el ángulo de salida del péndulo, el segundo es ß, éste último representa el ángulo hasta el cual llegó el péndulo luego de romper la probeta.

Este ensayo consiste en romper una probeta

simplemente apoyada en posición horizontal, por medio de un golpe en su punto medio, en donde previamente se le ha hecho una muesca. El martillo golpea en dirección opuesta a la muesca. El goniómetro de máximos permite conocer los ángulos de salida y llegada para establecer cuanta energía absorbe la probeta antes y durante la ruptura

Ensayo tipo Charpy

Este ensayo consiste en romper la probeta

sostenida en voladizo en posición horizontal, por medio de un golpe en su extremo libre. En su base, a ésta probeta también se le hace una muesca, sin embargo, esta es realizada a toda una sección transversal de la probeta. El goniómetro de máximos marca los ángulos de salida y llegada con los cuales se establece la energía absorbida por la probeta de determinado material.

Ensayo tipo Izod

1. Subir el brazo de la maquina a la posición de la máxima altura.2. Tomar la lectura del ángulo inicial. 3. Colocar la probeta en los apoyos de la máquina de tal modo que reciba el impacto del péndulo.5. Liberar el péndulo.6. Tomar la lectura del ángulo final.7. Repetir el procedimiento para las otras probetas. 

Procedimiento

Fórmulas: La energía absorbida en el impacto por la probeta usualmente

se calcula como la diferencia de alturas inicial y final del péndulo, esto supone, obviamente despreciar algunas pérdidas por rozamiento). La fórmula de cálculo para la energía de impacto:

Donde: τ es la energía empleada en la rotura en Joules P es la masa del péndulo en Kg g es la gravedad (9,8 m/s²) h es la altura inicial del péndulo h' es la altura final del péndulo l es la longitud del péndulo en metros α y β son los ángulos que forma el péndulo con la vertical antes y

después de soltarlo, respectivamente.

Ecuaciones